DOMENIUL: INGINERIE ȘI MANAGEMENT PROGRAMUL DE STUDIU: INGINERIE ECONOMICĂ ÎN DOMENIUL MECANIC FORMA DE ÎNVĂȚĂMÂNT: LA DISTANȚĂ PROIECTAREA… [305090]

UNIVERSITATEA DIN ORADEA

FACULTATEA DE INGINERIE MANAGERIALĂ ȘI TEHNOLOGICĂ

DOMENIUL: INGINERIE ȘI MANAGEMENT

PROGRAMUL DE STUDIU: INGINERIE ECONOMICĂ ÎN DOMENIUL MECANIC

FORMA DE ÎNVĂȚĂMÂNT: LA DISTANȚĂ

PROIECTAREA DISPOZITIVULUI DE PREHENSIUNE PENTRU MANIPULAREA ELEMENTULUI DE CAROSERIE

„REAR FLOOR” LA SC VALIANT TMS RO SRL. CALCULUL COSTURILOR DE PROIECTARE.

CONDUCĂTOR ȘTIINȚIFIC

Prof.univ.dr.ing. POP MIRCEA TEODOR

ABSOLVENT: [anonimizat]

2019

Rezumat

Acest proiect prezintă metodologia de proiectare a unui dispozitiv de prehensiune pentru manipularea elementului de caroserie „rear floor” [anonimizat] S.R.L.

[anonimizat].

[anonimizat]. Astfel, [anonimizat] a [anonimizat], CATIA V5, versiunea R26 din 2016.

[anonimizat], respectiv finalizarea procesului de proiectare și întocmirea documentației pentru client.

Ultimul capitol se referă la calculul costurilor proiectării dispozitivului de prehensiune

Cuprins

Grupul de firme VALIANT TMS………………………………………………………………………..6

Date inițiale pentru elaborarea proiectului…………………………………………………………..12

Analiza elementului de caroserie „rear floor”……………………………………………12

Elemente comerciale și tipizate agreate de client……………………………………….18

Elemente comerciale………………………………………………………………………..18

Elemente tipizate…………………………………………………………………………….20

Programul de proiectare CATIA V5………………………………………………………..22

Proiectarea dispozitivului de prehensiune……………………………………………………………24

Contactul cu elementul de caroserie și structura dispozitivului de prehensiune………………………………………………………………………………………….25

Stabilirea punctelor de prindere și a găurilor de centrare ale elementului de caroserie………………………………………………………………………………………..25

Structura dispozitivului de prehensiune………………………………………………29

Proiectarea conceptului 3D…………………………………………………………………….29

Proiectarea subansamblului „P1”……………………………………………………….30

Proiectarea subansamblului „P2”……………………………………………………….33

Proiectarea subansamblului „P3”……………………………………………………….37

Proiectarea subansamblului „P4”……………………………………………………….41

Proiectarea subansamblului „P5”……………………………………………………….45

Proiectarea subansamblului „P6”……………………………………………………….48

Proiectarea subansamblului „P7”……………………………………………………….51

Proiectarea subansamblului „G1”………………………………………………………55

Proiectarea subansamblului „G2”………………………………………………………58

Proiectarea subansamblelor „S1” și „S2”…………………………………………….62

Proiectarea subansamblului „C”………………………………………………………..64

Analiza încărcării robotului………………………………………………..…68

Simularea conceptului 3D……………………………………………………..69

Analiza preluării elementului de caroserie din stația 1150……….………69

Analiza sudării cu cleștele de sudură fix……………………………………………..69

Analiza descărcării elementului de caroserie în stația 1190………………70

Finalizarea proiectării 3D…………………………………………………….70

Cod culori……………………………………………………………..….70

Lista de verificare…………………………………………………………70

Reprezentarea finală 3D a subansamblelor dispozitivului de prehensiune..71

Analiza finală a încărcării robotului…………………………………………..75

Simularea finală………………………………………………………………78

Realizarea desenelor tehnice și întocmirea listelor de materiale………………78

Realizarea documentației proiectului…………………………………………78

Calculul costurilor de proiectare………………………………………………………79

Concluzii……………………………………………………………………………..…..82

Bibliografie………………………………………………………………………………..83

Anexe…………………………………………………………………………..…………84

Grupul de firme VALIANT TMS

Fig.1.1 Logo Valiant TMS [11]

Valiant TMS este o companie globală ce furnizează soluții inteligente de automatizare pentru companii care au o influență majoră asupra lumii. Aceasta proiectează, construiește și integrează sisteme inteligente de automatizare industrială, precum:

Sisteme de sudare și îmbinare

Soluții de hemming elaborate

Sisteme de automatizare, asamblare și testare

Sisteme industriale de spălare și debavurare

Sisteme de asamblare finală și transportoare

Tehnologii de matrițare

Componente ale industriei grele

Fabricație personalizată

Compania activează prin 26 de filiale, în 14 țări (Canada, SUA, Mexic, Austria, Belgia, Cehia, Germania, Polonia, Romania, Rusia, Spania, India, Brazilia și Africa de Sud).

Cei peste 1700 de angajați sunt strategic poziționați în lume pentru a oferi clienților companiei servicii oricând și oriunde e nevoie.

Istoric:

1959

Michael G. Solcz înființează Avco Tool & Die într-o clădire de 110 m2 situată pe Shepard Street East în Windsor, Ontario, Canada.

Stanley Stepp se alătură companiei ca partener 50%

1963

Numele companiei este schimbat în Valiant Machine & Tool Inc.

Santo Piccinato se alătură companiei ca partener.

Valiant se relochează la adresa 7470 Tecumseh Road East în Windsor.

Fig.1.2 Michael G. Solcz, Stanley Stepp, Santo Piccinato [12]

1965

Ia ființă Valco Manufacturing Inc., crescând capacitatea de producție. Se extinde suprafața de lucru de pe 7470 Tecumseh Road East cu 3700 m2.

1972

Compania Valiant Tool & Mold Inc este înființată în Windsor, specializată în proiectarea și fabricarea matrițelor de injecție material plastic.

1984

Se înființeaza TMS în Linz, Austria de către ÖIAG (Österreichische Staatsindustrie) de la Voest Alpine Maschinenbau – Integrated Systems division.

1987

Valiant International Inc. își deschide sediu în Troy, Michigan, SUA, întărind capacitățile de inginerie ale companiei.

Fig. 1.3 Sediu Troy, Michigan [12]

1988

Valiant se mută la adresa 6161 Tecumseh Road East în Windsor pentru a acomoda o linie mare de asamblare uși a companiei Ford.

Fig. 1.4. Linie asamblare caroserii auto [12]

1990

Valiant dezvoltă primul sistem de asamblare a caroseriei auto pentru modelul LH a Chrysler Canada.

Încheie primul contract de aviație cu compania Boeing.

1994

TMS deschide noul sediu central în Linz, Austria.

Fig. 1.5 Sediu central TMS Linz, Austria [12]

1996

Valiant devine furnizorul global de sisteme de închidere al companiei Ford.

Dezvoltă 18 sisteme de asamblare a caroseriilor autovehiculelor pentru General Motors.

Se extinde global în Belgia (Valiant International NV), Marea Britanie (Avco Tech), Germania (Anton Bauer), Canada (Global IEM și R&R Tool&Mold).

1998

Valiant devine prima companie care obține prestigioasa acreditare ISO9001-QS9000-TE.

Achiziționează 100% din E.R. St. Denis Inc., adăugând capacități de hemming.

Un nou sediu se construiește la 9355 Anchor Drive, Windsor pentru afacerea de asamblare a caroserilor auto în creștere

2003

Valco Manufacturing începe producția de piese pentru construcții grele și produse forestiere.

Toate facilitățile canadiene sunt certificate ISO-14001.

2004

Valiant primește premiul Ford Excellence pentru Responsabilitate Socială.

2006

Valiant achiziționează în întregime TMS Transport- und Montagesysteme GmbH din Europa pentru a-și servi mai bine clienții la nivel global. Astfel ia formă Valiant TMS.

2007

Valiant TMS primește premiul Boeing Performance Excellence și mai apoi este numit furnizorul anului 2007 (“Boeing Supplier of the Year 2007”)

Fig. 1.6 Sediul Valiant TMS în Pune, India [12]

2009

Valiant TMS aniversează 50 ani de activitate.

Se înființează Valiant TMS Systems Lvt. Ltd. în Pune, India.

Este numită furnizorul anului 2009 de către GM (GM Supplier of the Year).

Pentru a susține creșterea companiei se construiește o nouă clădire în Linz, Austria.

2010

Valiant TMS Ro SRL este înființată la Oradea, Romania

Valiant TMS GmbH este înființată la Cologne, Germania.

2011

Valiant TMS deschide Centrul de Training și Dezvoltare (Training and Development Center) în Windsor, ca răspuns la o lipsă de calificare la nivelul acestei industrii.

Valiant de Mexico se deschide la Queretaro, Mexic.

2012

Valiant TMS Rus OOO se deschide la Moscova, Rusia.

2013

Valiant TMS Spania S.L se deschide în Barcelona, Spania.

Valiant TMS este numit furnizorul anului 2013 de către GM (“2013 GM Supplier of the Year”)

2014

Se deschide TMS Technology Shanghai Co., Ltd. în Shanghai, China

Valiant TMS este numit furnizorul anului 2014 de catre GM (“2014 GM Supplier of the Year”)

Valiant TMS primește distincția Volkswagen Group Award 2014.

2015

Valiant TMS primeste premiul de excelență Ford în 2015 pentru echipamente de sudare și construcții de caroserii (“2015 Ford World Excellence Award for Welding Equipment/Body Construction”)

Este numit furnizorul anului 2015 de către GM (“GM Supplier of the Year 2015”)

2016

Valiant TMS achiziționează o clădire întinsă pe 1,7 hectare la 2469 Executive Hills Drive în Auburn Hills, Michigan pentru a-și extinde operațiunile din SUA și pentru a adăuga spațiu de producție.

2017

Valiant TMS este cumpărat de un consorțiu chinez, extinzându-se la scară globală pentru furnizarea de soluții complete.

2019

Valiant TMS aniversează 60 ani de activitate.

Compania s-a poziționat ca furnizor de soluții de automatizare inteligente pentru fabrica inteligentă a viitorului (Industry 4.0)

S-a eficientizat identitatea de brand pentru a reflecta mai bine această companie bazată pe tehnologie.

SC Valiant TMS Ro SRL este o firmă cu sediul în Oradea, str. Nufărului 28E, Trade Center, Etaj 2 ce activează în domeniul proiectării asistate de calculator, parte a grupului Valiant TMS.

În cadrul SC Valiant TMS Ro SRL s-a realizat documentarea și execuția acestui proiect.

Date inițiale pentru elaborarea proiectului

2.1. Analiza elementului de caroserie „rear floor”

Se va analiza elementul de caroserie asupra căruia va acționa dispozitivul de prehensiune ce face obiectul proiectării. Ansamblul ales face parte din caroseria unui model de automobil produs de compania „X” și reprezintă partea din spate a podelei automobilului („rear floor”).

În fig. 2.1 este reprezentat elementul de caroserie asupra căruia va acționa dispozitivul de prehensiune:

Fig. 2.1 „Rear floor”

Asamblarea caroseriei automobilelor este realizată prin: sudură, nituire, hemming, lipire și șuruburi.

Liniile de asamblare se realizează în funcție de spațiul de care clientul dispune. Astfel, se realizează un plan de amplasament, iar spațiul destinat producției este impărțit pe zone, zonele pe stații , fiecare stație fiind compusă din dispozitive: de centrare, de prindere, senzori, module electrice și pneumatice. În cadrul fiecărei stații se execută anumite operații.

Asamblarea elementului „rear floor” al caroseriei se face în cadrul unei zone din linia de asamblare, zonă încadrată cu verde, după cum se observă în figura 2.2:

Fig. 2.2 Planul de amplasament cu zona în care se asamblează elementul de caroserie

Dispozitivul de prehensiune ce urmează a fi proiectat va fi montat pe un robot industrial.

Mărind zona, în figura 2.3 se observă robotul pe care va fi montat dispozitivul de prehensiune cu numărul 1160, respectiv stațiile(1150 și 1190) între care se va face manipularea elementului de caroserie.

Fig. 2.3 Robotul cu dispozitivul de prehensiune 1160, respectiv stația de preluare 1150 și stația de destinație 1190 .

Asamblarea elementelor de caroserie în această zonă se face pe parcursul mai multor stații, după cum se poate observa în figura 2.4:

Fig. 2.4. Traseu asamblare elemente caroserie.

Ansamblul cu numărul 6 este cel asupra căruia va acționa dispozitivul de prehensiune 1160.

Pentru manipularea dispozitivului de prehensiune, respectiv a elementului de caroserie 6, beneficiarul impune folosirea unui robot industrial fabricat de compania KUKA, model KR240R 2900 Ultra (Fig. 2.5). Datele tehnice sunt disponibile în Anexa 1.

Fig. 2.5 Robot industrial KUKA KR 240 R2900 Ultra [7]

Astfel, robotul pe care este montat dispozitivul de prehensiune cu numărul 1160, care face obiectul acestui proiect, preia elementul de caroserie numărul 6 din stația 1150 (Fig.2.6) în care se realizează, prin sudură automată, geometria elementului de caroserie(Fig2.7).

Fig. 2.6 Stația 1150 cu elementul de caroserie numărul 6

Fig. 2.7 Stația 1150 și pozițiile cleștelui de sudură

În etapa următoare, elementul de caroserie 6 este dus la un dispozitiv fix automat de sudare caroserii unde cleștele sudează în punctele rămase (18 puncte, conform ciclogramei).

După realizarea sudării, robotul duce elementul de caroserie în stația 1190 (Fig.2.8), unde este descărcat, urmând ca în această stație sa fie adăugate alte elemente de caroserie și să se realizeze prin sudare geometria ansamblului de table nou-format.

Fig. 2.8 Stația 1190 cu ansamblul 6

Elemente comerciale și tipizate agreate de client

În ceea ce privește elementele tipizate și comerciale utilizate în proiectarea dispozitivului de prehensiune, în urma discuțiilor cu beneficiarul s-au convenit următoarele:

2.2.1. Elemente comerciale

Cadrul dispozitivului de prehensiune va fi realizat cu ajutorul elementelor de legătură și al profilelor de aluminiu octogonale EGT furnizate de compania Tuenkers (Fig. 2.9)

Fig. 2.9. Elemente EGT Tuenkers [6]

Se poate utiliza sistemul modular de schimbare a sculelor de la compania Walther (Fig.2.10)

Fig. 2.10. Sistem modular schimbare scule Walther [13]

Se vor folosi produsele companiei SMC în ceea ce privește partea electrică și pneumatică.

Fig. 2.11. Terminal de valve electrice și pneumatice [11]

Pentru manevrare dispozitiv, se vor folosi inele de ridicare de la compania RUD.

Fig. 2.12. Inele de ridicare RUD [8]

Dispozitivele de acționare vor fi de tip pneumatic, dispozitive de prindere de tip CLAMP și dispozitive de centrare de tip cilindru cu PIN. Pentru aceste dispozitive se vor folosi cilindri pneumatici de la compania TUENKERS.

Fig. 2.13. Dispozitive de acționare pneumatice TUENKERS [10]

De asemenea, se vor utiliza senzori inductivi de la compania TURCK.

Fig. 2.14. Senzori TURCK [9]

2.2.2. Elemente tipizate

În ce privește elementele tipizate, se vor folosi standardele interne TMS unde e posibil:

Plăci intermediare (Fig. 2.15)

Piese în forma „L” (Fig. 2.16)

Piese suport

Distanțiere pentru reglarea părților active (NC, PIN)

Fig. 2.15. Placă intermediară

Fig. 2.16. Piese de tip „L”

Fig. 2.17. Distanțiere TMS

2.3. Programul de proiectare CATIA V5

La proiectarea dispozitivului de prehensiune, clientul a agreat utilizarea programului CATIA V5, versiunea R26 din 2016, proprietarul licenței de utilizare fiind SC VALIANT TMS RO SRL.

Programul CATIA (Computer Aided Three Dimensional Interactive Applications) este produs de compania Dessault Systemes și este unul dintre cele mai utilizate sisteme CAD/CAE/CAM din lume. Acesta are aplicații în diverse domenii: industria constructoare de mașini, automotive , navală, aeronautică, robotică s.a.

Versiunea a 5-a a aparut în anul 1999 și a suferit de-a lungul anilor diferite actualizări.

CATIA versiunea 5 începe să utilizeze modelul virtual care desemnează totalitatea datelor care permit manipularea unei entitați create pe calculator, în același mod cu o entitate reală, oferind astfel posibilitatea de a testa și verifica rezistența sa la diverse solicitări termice, mecanice etc.

Programul este conceput pe o structură modulară și înglobează un număr mare de module care asigură o versatilitate mare iar trecerea de la un modul la altul se face ușor, rapid, cu posibilitatea de a continua editarea obiectului curent.

Cele mai utilizate module în cadrul proiectării în domeniul mecanic sunt:

„CATIA Sketcher – este punctul de plecare în procesul de obținere al unui element 3D, deoarece acesta creeaza schița unui profil 2D.

CATIA Part Design – este utilizat în concepția 3D a pieselor mecanice s.a

CATIA Assembly Design – este folosit pentru generarea ansamblelor de piese, utilizand constrângerile mecanice pentru a poziționa și stabili suprafețele de contact

CATIA Drafting – ofera instrumentele necesare pentru obținerea desenelor de execuție a pieselor și ansamblelor generate

CATIA Knowledge Advisor – pune la dispoziție informații și instrumentele specifice pentru proiectarea parametrizată cum ar fi: reguli, reacții, parametri, formule s.a.

CATIA DMU Kinematics – simulează animații pe baza cuplelor cinematice dintre componentele ansamblului

CATIA Generative Sheetmetal Design – utilizatorul are posibilitatea de a obține desenele de execuție și desfășuratele pieselor din tablă, obținute prin deformare plastică la rece

CATIA Generative Structural Analysis – este folosit pentru a simula comportamentul pieselor in anumite condiții de încărcare dinamică sau static.”

Proiectarea dispozitivului de prehensiune

În proiectarea dispozitivului de prehensiune 1160 se va ține cont de informațiile inițiale și elementele tipizate și comerciale aprobate spre a fi utilizate ( capitolul 2).

După cum s-a amintit în capitolul 2, dispozitivul 1160 va fi montat pe un robot KUKA, model KR 240 R2900 Ultra, care, conform specificațiilor din fișa tehnică permite manevrarea unei încărcături utile nominale de 240 kg. Astfel, în proiectarea dispozitivului 1160 se va ține cont și de acest aspect.

De asemenea, tot din datele inițiale, se cunosc informații despre stațiile cu care dispozitivul 1160 va intra în contact. Astfel, în primul rând s-au proiectat stațiile 1150 și 1190 , ambele stații de geometrie. În proiectarea dispozitivului 1160 se va ține cont de designul acestor stații, pentru a evita coliziuni la încărcarea, respectiv descărcarea elementului de caroserie.

Tot procesul de proiectare se desfășoară ținând cont de poziția tuturor elementelor de caroserie față de un sistem de coordonate unic ca origine și ca orientare a axelor numit și „zero mașină”. Acest sistem de coordonate absolut este definit de fiecare producător/beneficiar în parte (Fig.3.1).

Fig.3.1. Sistem de coordonate absolut („0 mașină”) Ford[14]

3.1. Contactul cu elementul de caroserie și structura dispozitivului de prehensiune.

3.1.1. Stabilirea punctelor de prindere și a găurilor de centrare ale elementului de caroserie

Astfel, în primă fază, se vor căuta și alege punctele de prindere, respectiv găurile de centrare a elementului de caroserie „rear floor” pentru eliminarea gradelor de libertate, cu condiția evitării coliziunilior cu stația 1150, cleștele de sudură fix, respectiv stația 1190.

Pentru prindere se vor utiliza aproximativ 6-7 puncte, datorită dimensiunii tablei de caroserie (pentru o tablă mai mică, 3 puncte sunt suficiente).

Pentru centrare, se utilizează 2 găuri tolerate, în general prima rotundă și a doua de tip slot, sau, dacă nu este cazul, se vor utiliza 2 găuri rotunde.

Analizând stația 1150 și ținând cont de punctele de prindere, respectiv centrare recomandate de beneficiar, se remarcă următoarele zone posibile de prindere și centrare (Fig.3.1):

Fig. 3.2 Stația 1150 și zone posibile de prindere și centrare

În același mod, analizând stația 1190 și ținând cont de punctele de prindere, respectiv centrare recomandate de beneficiar și de zonele marcate anterior, se remarcă următoarele zone posibile de prindere și centrare (Fig.3.3):

Fig. 3.3 Zone posibile de prindere și centrare

Prin urmare, analizând cele 2 stații de mai sus, se aleg următoarele puncte de prindere și găuri de centrare pentru elementul de caroserie „rear floor” manipulat de dispozitivul de prehensiune(Fig.3.4):

Fig. 3.4. Puncte de prindere „P” și găuri de centrare „G”

Piesele folosite în dispozitivele de prindere/fixare și care intră în contact direct cu elementul de caroserie, având rol de sprijin, strângere și poziționare se numesc piese NC (exemple Fig. 3.5.) și pot fi superioare/inferioare, mobile/fixe. Cele mobile se montează pe brațul dispozitivului de strângere.

Fig. 3.5. Exemple piese NC

În ce privește poziționarea și centrarea elementului de caroserie, se folosesc piese de tip PIN (ex. Fig.3.6.).

Fig. 3.6. Exemple piese tip PIN

3.1.2. Structura dispozitivului de prehensiune

Având informațiile de mai sus, se va alege structura dispozitivului de prehensiune, cu 12 elemente componente, după cum urmează:

7 subansamble de prindere/fixare, denumite în continuare de la „P1” la „P7”, după numărul punctelor aferente.

2 subansamble de centrare, denumite în continuare „G1” și „G2”, după numărul găurilor de centrare aferente.

2 subansamble ce vor conține senzori inductivi de proximitate pentru detectarea elementului de caroserie, denumite în continuare „S1” și „S2”.

1 subansamblu resprezentând cadrul dispozitivului de prehensiune, denumit în continuare „C”. Pe acest cadru se vor monta celelalte subansamble (P1-P7, G1-G2 și S1-S2).

Proiectarea conceptului 3D

În urma analizei cu privire la punctele de prindere, găurile de centrare și structura dispozitivului de prehensiune, următorul pas îl reprezintă proiectarea conceptului brut 3D.

Conceptul brut reprezintă o formă inițială a dispozitivului și nu conține detalii legate de găuri, frezări, șuruburi sau forma definitivă a reperelor.

Se va încerca, în limita posibilităților de spațiu, să se poziționeze toate elementele proiectate în cote întregi față de sistemul de coordonate absolut, față de zero mașină, începând bineînțeles, de la primele repere care intră în contact cu elementul de caroserie (ex: piese tip NC).

Pentru a vizualiza cât mai bine posibilitățile de proiectare a dispozitivului de prehensiune, se vor suprapune în spațiul model 3D al programului CATIA stațiile 1150, 1190 și elementul de caroserie cu care dispozitivul de prehensiune va intra în contact (Fig.3.7).

Fig.3.7 Elementul de caroserie „rear floor”, stația 1150 și stația 1190

Proiectarea subansamblului „P1”

Primul pas în proiectarea subansamblului „P1” îl reprezintă proiectarea celor 2 piese de tip NC (reprezentate cu verde) care vor intra în contact direct cu elementul de caroserie „rear floor”(Fig.3.8)

Fig.3.8

Se consideră un adaos de prelucrare de 5 mm pe suprafața de așezare a pieselor de tip NC, iar pentru reglaj se adaugă câte un pachet de distanțiere de 5 mm (0,5+0,5+1+1+2mm), standard TMS 0507 (Fig.3.9 și Anexa 6.).

Fig.3.9

În continuare, se alege primul element comercial, și anume cilindrul pneumatic cu braț orizontal. Acesta se va comanda de la compania TUENKERS, modelul ales fiind APH 40.5 H BR2 A60 T12. (Fig.3.10 și Anexa 3)

Fig.3.10

Pentru montarea întregului subansamblu „P1” pe cadrul dispozitivului de prehensiune se vor comanda elemente de legătură de tip EGT(Anexa 2), fabricate de compania TUENKERS , după cum urmează(Fig.3.11):

(1) conector între piesa NC și cilindrul pneumatic de tip EGT183

(2) conector tuburi cu diametrul de 30mm cu schimbare de unghi 90° de tip EGT142,

(3) și (4) tuburi cu secțiune rotundă, diametrul D=30mm de tip EGT006

(5) conector cu schimbare de unghi la 90° de tip EGT100 pentru prindere pe cadrul „C” al dispozitivului de prehensiune.

Fig.3.11

În final, se va reprezenta subansamblul „P1” în poziția deschis, la 90°(Fig.3.12). Unghiul de deschidere se va alege în funcție de caracteristicile tehnice ale cilindrului pneumatic în așa fel încât să asigure posibilitatea apropierii, respectiv retragerii dispozitivului de prehensiune față de elementul de caroserie, fără a intra în coliziune cu acesta.

Fig.3.12

Proiectarea subansamblului „P2”

Primul pas în proiectarea subansamblului „P2” îl reprezintă proiectarea celor 2 piese de tip NC care vor intra în contact direct cu elementul de caroserie „rear floor”(Fig.3.13).

Fig.3.13

Se va considera un adaos de prelucrare de 5 mm pe suprafața de așezare a pieselor de tip NC, iar pentru reglaj se adaugă câte un pachet de distanțiere de 5 mm (0,5+0,5+1+1+2mm), standard TMS 0507(Fig.3.14 și Anexa 6).

Fig.3.14

În continuare, se alege primul element comercial, și anume cilindrul pneumatic cu braț orizontal. Acesta se va comanda de la compania TUENKERS, modelul ales fiind APH 40.5 H BR2 A60 T12(Fig.3.15 și Anexa 3).

Fig.3.15

Pentru montarea întregului subansamblu „P2” pe cadrul dispozitivului de prehensiune se vor comanda elemente de legătură de tip EGT (Anexa 2), fabricate de compania TUENKERS , după cum urmează(Fig.3.16):

(1) conector între piesa NC și cilindrul pneumatic de tip EGT183

(2) conector tuburi cu diametrul de 30mm cu schimbare de unghi 90° de tip EGT142,

(3) și (4) tuburi cu secțiune rotundă, diametrul D=30mm de tip EGT006

(5) conector cu schimbare de unghi la 90° de tip EGT100 pentru prindere pe cadrul „C” al dispozitivului de prehensiune.

Fig. 3.16

În final, se va reprezenta subansamblul „P2” în poziția deschis, la 90°(Fig.3.17). Unghiul de deschidere se va alege în funcție de caracteristicile tehnice ale cilindrului pneumatic în așa fel încât să asigure posibilitatea apropierii, respectiv retragerii dispozitivului de prehensiune față de elementul de caroserie, fără a intra în coliziune cu acesta.

Fig.3.17

Proiectarea subansamblului „P3”

Primul pas în proiectarea subansamblului „P3” îl reprezintă proiectarea celor 2 piese de tip NC (Fig.3.18) care vor intra în contact direct cu elementul de caroserie „rear floor”.

Fig.3.18

În acest caz, situația se complică datorită spațiului și a distanței reduse față de elementul de caroserie și subansamblele stațiilor 1150, respectiv 1190. De asemenea, prinderea în acest caz se face la unghi, ceea ce obligă la asigurarea reglajului pe 2 direcții.

Pentru respectarea acestor condiții, s-a găsit o soluție de proiectare a 3 piese de legătură, alegând în același timp primul element comercial, și anume cilindrul pneumatic cu braț vertical (Fig.3.19). Cilindrul se va comanda de la compania TUENKERS, modelul ales fiind APH2 40.5 H BR2 A60 T12 (Anexa 3).

Fig.3.19

Se va considera un adaos de prelucrare de 3 mm pe suprafața de așezare a pieselor, iar pentru reglajul pieselor de tip NC se vor adăuga câte 2 pachete de distanțiere de 5 mm (0,5+0,5+1+1+2mm), standard TMS 0507(Fig.3.20 și Anexa 6).

Fig.3.20

Pentru montarea întregului subansamblu „P3” pe cadrul dispozitivului de prehensiune se vor comanda elemente de legătură de tip EGT(Anexa 2), fabricate de compania TUENKERS , după cum urmează(Fig.3.21):

(1) conector între piesa NC și cilindrul pneumatic de tip EGT183

(2) conector tuburi cu diametrul de 30mm cu schimbare de unghi 90° de tip EGT142 (2 bucăți)

(3), (4) și (5) tuburi cu secțiune rotundă, diametrul D=30mm de tip EGT006

(6) conector cu schimbare de unghi la 90° de tip EGT100 pentru prindere pe cadrul „C” al dispozitivului de prehensiune.

Fig. 3.21

În final, se va reprezenta subansamblul „P3” în poziția deschis, la 5°(Fig.3.22). Unghiul de deschidere mic s-a ales în funcție de caracteristicile tehnice ale cilindrului pneumatic în așa fel încât să asigure posibilitatea apropierii, respectiv retragerii dispozitivului de prehensiune față de elementul de caroserie, fără a intra în coliziune cu acesta și cu elementele din celelalte stații.

Fig.3.22

Proiectarea subansamblului „P4”

Primul pas în proiectarea subansamblului „P4” îl reprezintă proiectarea celor 2 piese de tip NC care vor intra în contact direct cu elementul de caroserie „rear floor” (Fig.3.23).

Fig.3.23

Se consideră un adaos de prelucrare de 5 mm pe suprafața de așezare a pieselor de tip NC, iar pentru reglaj se va adăuga câte un pachet de distanțiere de 5 mm (0,5+0,5+1+1+2mm), standard TMS 0507(Fig.3.24 și Anexa 6).

Fig.3.24

În continuare, se alege primul element comercial, și anume cilindrul pneumatic cu braț orizontal. Acesta se va comanda de la compania TUENKERS, modelul ales fiind APH 40.5 H BR2 A60 T12(Fig.3.25 și Anexa 3).

Fig.3.25

Pentru montarea întregului subansamblu „P4” pe cadrul dispozitivului de prehensiune se vor comanda elemente de legătură de tip EGT(Anexa 2), fabricate de compania TUENKERS , după cum urmează(Fig.3.26):

(1) conector între piesa NC și cilindrul pneumatic de tip EGT183

(2) conector tuburi cu diametrul de 30mm cu schimbare de unghi 90° de tip EGT142,

(3) și (4) tuburi cu secțiune rotundă, diametrul D=30mm de tip EGT006

(5) conector de tip EGT119 pentru prindere pe cadrul „C” al dispozitivului de prehensiune.

Fig. 3.26

În final, se va reprezenta subansamblul „P4” în poziția deschis, la 90°(Fig.3.27). Unghiul de deschidere se va alege în funcție de caracteristicile tehnice ale cilindrului pneumatic în așa fel încât să asigure posibilitatea apropierii, respectiv retragerii dispozitivului de prehensiune față de elementul de caroserie, fără a intra în coliziune cu acesta.

Fig.3.27

Proiectarea subansamblului „P5”

Primul pas în proiectarea subansamblului „P5” îl reprezintă proiectarea celor 2 piese de tip NC care vor intra în contact direct cu elementul de caroserie „rear floor”(Fig.3.28).

Fig.3.28

Se consideră un adaos de prelucrare de 5 mm pe suprafața de așezare a pieselor de tip NC, iar pentru reglaj se va adăuga câte un pachet de distanțiere de 5 mm (0,5+0,5+1+1+2mm), standard TMS 0507 (Fig.3.29 și Anexa 6).

Fig.3.29

În continuare, se alege primul element comercial, și anume cilindrul pneumatic cu braț orizontal. Acesta se va comanda de la compania TUENKERS, modelul ales fiind APH 40.5 H BR2 A60 T12 (Fig.3.30 și Anexa 3).

Fig.3.30

Pentru montarea întregului subansamblu „P5” pe cadrul dispozitivului de prehensiune se vor comanda elemente de legătură de tip EGT(Anexa 2), fabricate de compania TUENKERS , după cum urmează(Fig.3.31):

(1) conector între piesa NC și cilindrul pneumatic de tip EGT183

(2) conector tuburi cu diametrul de 30mm cu schimbare de unghi 90° de tip EGT142,

(3) și (4) tuburi cu secțiune rotundă, diametrul D=30mm de tip EGT006

(5) conector de tip EGT119 pentru prindere pe cadrul „C” al dispozitivului de prehensiune.

Fig. 3.31

În final, se va reprezenta subansamblul „P5” în poziția deschis, la 105°(Fig.3.32). Unghiul de deschidere se va alege în funcție de caracteristicile tehnice ale cilindrului pneumatic în așa fel încât să asigure posibilitatea apropierii, respectiv retragerii dispozitivului de prehensiune față de elementul de caroserie, fără a intra în coliziune cu acesta.

Fig.3.32

Proiectarea subansamblului „P6”

Primul pas în proiectarea subansamblului „P6” îl reprezintă proiectarea celor 2 piese tip NC care vor intra în contact direct cu elementul de caroserie „rear floor” (Fig. 3.33).

Fig.3.33

Se va considera un adaos de prelucrare de 5 mm pe suprafața de așezare a pieselor de tip NC, iar pentru reglaj se va adăuga câte un pachet de distanțiere de 5 mm (0,5+0,5+1+1+2mm), standard TMS 0507(Fig.3.34 și Anexa 6).

Fig.3.34

În continuare, se alege primul element comercial, și anume cilindrul pneumatic cu braț orizontal. Acesta se va comanda de la compania TUENKERS, modelul ales fiind APH 40.5 H BR2 A60 T12 (Fig. 3.35 și Anexa 3).

Fig.3.35

Pentru montarea întregului subansamblu „P6” pe cadrul dispozitivului de prehensiune se vor comanda elemente de legătură de tip EGT(Anexa 2), fabricate de compania TUENKERS , după cum urmează(Fig.3.36):

(1) conector între piesa NC și cilindrul pneumatic de tip EGT183

(2) tub cu secțiune rotundă, diametrul D=30mm de tip EGT006

(3) conector de tip EGT120 pentru prindere pe cadrul „C” al dispozitivului de prehensiune.

Fig. 3.36

În final, se va reprezenta subansamblul „P6” în poziția deschis, la 90°(Fig.3.37). Unghiul de deschidere se va alege în funcție de caracteristicile tehnice ale cilindrului pneumatic în așa fel încât să asigure posibilitatea apropierii, respectiv retragerii dispozitivului de prehensiune față de elementul de caroserie, fără a intra în coliziune cu acesta.

Fig.3.37

Proiectarea subansamblului „P7”

Primul pas în proiectarea subansamblului „P7” îl reprezintă proiectarea celor 2 piese de tip NC care vor intra în contact direct cu elementul de caroserie „rear floor” (Fig.3.38).

Fig.3.38

Se va considera un adaos de prelucrare de 5 mm pe suprafața de așezare a pieselor de tip NC, iar pentru reglaj se va adăuga câte un pachet de distanțiere de 5 mm (0,5+0,5+1+1+2mm), standard TMS 0507 (Fig.3.39 și Anexa 6).

Fig.3.39

În continuare, se alege primul element comercial, și anume cilindrul pneumatic cu braț vertical. Acesta se va comanda de la compania TUENKERS, modelul ales fiind APH2 40.5 H BR2 A60 T12 (Fig.3.40 și Anexa 3).

Fig.3.40

Pentru a conecta piesa NC inferioară cu brațul cilindrului pneumatic, se va proiecta o piesă de legătură (Fig.3.41).

Fig.3.41

Pentru montarea întregului subansamblu „P7” pe cadrul dispozitivului de prehensiune se vor comanda elemente de legătură de tip EGT (Anexa 2), fabricate de compania TUENKERS , după cum urmează(Fig.3.42):

(1) conector între piesa NC și cilindrul pneumatic de tip EGT183

(2) conectori tuburi cu diametrul de 30mm cu schimbare de unghi 90° de tip EGT142 (2 bucăți)

(3), (4) și (5) tuburi cu secțiune rotundă, diametrul D=30mm de tip EGT006

(6) conector de tip EGT120 pentru prindere pe cadrul „C” al dispozitivului de prehensiune.

Fig. 3.42

În final, se va reprezenta subansamblul „P7” în poziția deschis, la 105°(Fig.3.43). Unghiul de deschidere se va alege în funcție de caracteristicile tehnice ale cilindrului pneumatic în așa fel încât să asigure posibilitatea apropierii, respectiv retragerii dispozitivului de prehensiune față de elementul de caroserie, fără a intra în coliziune cu acesta.

Fig.3.43

Proiectarea subansamblului „G1”

Subansamblul „G1” va conține PIN-ul principal al dispozitivului de prehensiune, anulând translația elementului de caroserie pe 2 direcții.

Gaura de centrare aleasă are un diametru de 20mm. Conform ciclogramelor stațiilor 1150 și 1190, la momentul apropierii/retragerii dispozitivului de prehensiune de elementul de caroserie, PIN-ii din stațiile 1150 și 1190 vor fi in poziție retrasă, pentru evitarea coliziunilor (Fig.3.44).

Fig.3.44

Primul pas în proiectarea subansamblului „G1” îl reprezintă proiectarea și poziționarea PIN-ului în gaura de centrare a elementului de caroserie „rear floor”(Fig.3.45). Acesta trebuie să ghideze aproximativ 5 mm.

Fig.3.45

În continuare, se alege primul element comercial, și anume cilindrul pneumatic de acționare a PIN-ului. Acesta se va comanda de la compania TUENKERS, modelul ales fiind SZK 30.7 T12 (Anexa 4), cu o cursă de 40mm(Fig.3.46).

Fig.3.46

În cazul PIN-ilor, reglajul se efectuează pe 3 direcții .

Se vor adăuga elemente tipizate Valiant TMS (Anexa 6), după cum urmează: o placă intermediara TMS_410 montată pe cilindru, o piesa de legătură în formă „L” TMS_0401 și 3 pachete de distanțiere de 5 mm (0,5+0,5+1+1+2mm), standard TMS 0557 (Fig.3.47).

De asemenea, se va proiecta o piesă de legătură în formă „L” ( piesa verde in Fig.3.47).

Fig.3.47

Pentru montarea întregului subansamblu „G1” pe cadrul dispozitivului de prehensiune se vor comanda elemente de legătură de tip EGT (Anexa 2), fabricate de compania TUENKERS , după cum urmează(Fig.3.48):

(1) conector universal de tip EGT289

(2) conectori tuburi cu diametrul de 30mm cu schimbare de unghi 90° de tip EGT142 (2 bucăți)

(3) și (4) tuburi cu secțiune rotundă, diametrul D=30mm de tip EGT006

(5) conector de tip EGT119 pentru prindere pe cadrul „C” al dispozitivului de prehensiune.

Fig. 3.48

Proiectarea subansamblului „G2”

Subansamblul „G2” va conține PIN-ul secundar al dispozitivului de prehensiune, anulând rotația elementului de caroserie.

Gaura aleasă este de tip slot, cu o lățime de 20mm. Conform ciclogramei stației 1150, la momentul apropierii/retragerii dispozitivului de prehensiune de elementul de caroserie, PIN-ul din stația 1150 va fi in poziție retrasă, pentru evitarea coliziunilor (Fig.3.49).

Fig.3.49

Primul pas în proiectarea subansamblului „G2” îl reprezintă proiectarea și poziționarea PIN-ului în gaura tip slot a elementului de caroserie „rear floor”(Fig.3.50). Acesta trebuie sa ghideze în jur de 5 mm. În situația prezentă, se poate folosi același PIN proiectat la „G1”.

Fig.3.50

În continuare, se alege primul element comercial, și anume cilindrul pneumatic de acționare a PIN-ului. Acesta se va comanda de la compania TUENKERS, modelul ales fiind SZK 30.7 T12 (Anexa 4), cu o cursă de 40mm(Fig.3.51).

Fig.3.51

În cazul PIN-ilor, reglajul se efectuează pe 3 direcții . Se vor adăuga elemente tipizate Valiant TMS (Anexa 6), după cum urmează: o placă intermediara TMS_410 montată pe cilindru, o piesa de legătură în formă „L” TMS_0405 și 3 pachete de distanțiere de 5 mm (0,5+0,5+1+1+2mm), standard TMS 0557 (Fig.3.52). De asemenea, s-a proiectat o piesă de legătură în formă „L” ( piesa verde in Fig.3.52 )

Fig.3.52

Pentru montarea întregului subansamblu „G2” pe cadrul dispozitivului de prehensiune se vor comanda elemente de legătură de tip EGT (Anexa 2), fabricate de compania TUENKERS , după cum urmează(Fig.3.53): (1) conector universal de tip EGT289

(2) conectori tuburi cu diametrul de 30mm cu schimbare de unghi 90° de tip EGT142 (2 bucăți)

(3) și (4) tuburi cu secțiune rotundă, diametrul D=30mm de tip EGT006

(5) conector de tip EGT119 pentru prindere pe cadrul „C” al dispozitivului de prehensiune.

Fig. 3.53

Proiectarea subansamblelor „S1” și „S2”

Subansamblele „S1” și „S2” vor conține fiecare câte un senzor de proximitate inductiv care au rolul de a detecta apropierea dispozitivului de prehensiune de elementul de caroserie.

Astfel, se vor amplasa la 3-5mm de elementul de caroserie, 2 senzori, aflați la o distanță cât mai mare unul de altul (Fig.3.54). Senzorii vor fi comandați de la compania TURCK, cod 1581458 (Anexa 5).

Fig.3.54

Suporții pentru senzori se vor comanda de la compania SCHMALZ, model HTS A3 SE 10-07-06-00167(Fig.3.55).

Fig.3.55

Elementele de legătură între senzori și cadrul dispozitivului de prehensiune sunt de tip EGT (Anexa 2). Se vor folosi următoarele (Fig.3.56):

suport sferic EGT192

conector tuburi cu diametrul de 30mm cu schimbare de unghi 90° de tip EGT142

conector de tip EGT119 pentru prindere pe cadrul „C” al dispozitivului de prehensiune

conector de tip EGT100 pentru prindere pe cadrul „C” al dispozitivului de prehensiune

, (6), (7) și (8) tuburi cu secțiune rotundă, diametrul D=30mm de tip EGT006

Fig.3.56 S1(stânga) și S2(dreapta)

Proiectarea subansamblului „C”

Subansamblul „C”, reprezentând cadrul dispozitivului de prehensiune se va proiecta ținând cont de subansamblele P1-P7, G1-G2 și S1-S2 care intră în contact cu elementul de caroserie, după cum putem observa în Fig.3.57

Fig.3.57

Pentru realizarea cadrului se vor folosi elemente de tip EGT (Anexa 2), de la compania TUENKERS.

Foarte importantă în acest subansamblu este poziția de prindere a dispozitivului de prehensiune de capul robotului. Pentru aceasta se va comunica cu departamentul de simulare pentru algerea poziției potrivite.

Astfel, în primă fază se aleg elemente potrivite ca dimensiuni (vezi Fig.3.58):

(1) placa EGT016 în zona prinderii pe robot

(2), (3), (4) și (5) tuburi octogonale EGT001 de 80mm

(6) și (7) tuburi octogonale EGT002 de 50mm

Fig.3.58

Pentru realizarea legăturilor dintre tuburi se vor folosi de asemenea elemente EGT(Fig.3.59):

EGT081 (la 90° între tuburi de 80mm) – 12 bucăți

EGT082 (pentru schimbare direcție între tuburi de 80mm și tuburi de 50mm) – 2 bucăți

Fig.3.59

Sistemul de prindere a dispozitivului de prehensiune pe robot se va comanda de la firma WALTHER, fiind compus din 2 părți (Fig. 3.60):

(1) o parte atașată dispozitivului de prehensiune (model WALTHER 91489-0-LT576- -Y10-MP )

(2) o parte atașată robotului (WALTHER 91489-2-FT672-AAAC-Y10-MO)

Sistemul permite astfel schimbarea automată de dispozitive atașate pe capul robotului, datorită faptului că robotul execută și operații de sudură.

De asemenea, se va proiecta o piesă-adaptor (3) pentru conectarea plăcii EGT016 cu elementul (1).

Fig.3.60

Pe cadrul dispozitivului de prehensiune se vor monta 4 inele de ridicare, comandate de la compania RUD, model VLBG-M8-8500821, pentru manipularea dispozitivului de prehensiune (introducere în spațiul de lucru, extragere din spațiul de lucru). (Fig.3.61)

În proiectarea cadrului dispozitivului, se va lua în considerare amplasarea terminalului de valve pneumatice și electrice ce deservesc cilindrii acționați pneumatic și senzorii aferenți fiecărui cilindru. Pentru aceasta se va proiecta o placă pe care se va monta terminalul.(Fig.3.61).

Fig.3.61

Ultima piesă a dispozitivului de prehensiune este eticheta pe care se vor marca informații legate de dispozitiv și cerute de beneficiar: denumire, cod, masă etc.(Fig.3.62)

Fig.3.62

Analiza încărcării robotului

Robotul care va manipula dispozitivul de prehensiune este un robot industrial fabricat de compania KUKA, model KR 240 R2900 Ultra, cu o capacitate de încărcare de 240kg (Anexa 1).

În urma măsurătorilor, se observă că masa dispozitivului de prehensiune, fără elementul de caroserie este de 155.55 kg, valoare sub capacitatea robotului.(Fig.3.63)

Fig.3.63

Masa dispozitivului de prehensiune împreună cu elementul de caroserie este de 158kg și se încadrează în limitele robotului industrial.(Fig.3.64)

Fig. 3.64

Simularea conceptului 3D

Fiecare etapă a procesului de proiectare prespune comunicarea continua între departamentele companiei: proiectare, simulare, pneumatică, electrică.

În urma realizării proiectării de concept, etapa următoare presupune transmiterea informațiilor la departamentul de simulare, unde este analizat conceptul, se verifică cinematica robotului, accesibilitatea, posibilitatea de a realiza operațiile necesare, eventuale coliziuni cu celelalte stații la intrarea/ieșirea robotului.

Analiza preluării elementului de caroserie din stația 1150

În această etapă, inginerul de simulare analizează în programul software dedicat acestei activități, traseul realizat de robot cu dispozitivul de prehensiune, la intrarea în stația 1150, fără elementul de caroserie, ieșirea din stația 1150 cu elementul de caroserie, eventuale coliziuni, precum și secvențele de deschidere, închidere a cilindrilor pneumatici pentru a putea realiza operațiile de manipulare.

Analiza sudării cu cleștele de sudură fix

În această etapă se simulează în programul software dedicat acestei activități, traseul realizat de robot cu dispozitivul de prehensiune, la intrarea în stația fixă de sudură cu elementul de caroserie, pozițiile posibile pentru realizarea punctelor de sudură impuse, eventuale coliziuni, precum și retragerea din stația de sudură.

Analiza descărcării elementului de caroserie în stația 1190

În această etapă se simulează în programul software dedicat acestei activități, traseul realizat de robot cu dispozitivul de prehensiune, la intrarea în stația 1190 cu elementul de caroserie, descărcarea, ieșirea din stația 1190 fără elementul de caroserie, eventuale coliziuni, precum și secvențele de deschidere, închidere a cilindrilor pneumatici pentru a putea realiza operațiile de manipulare.

Finalizarea proiectului 3D

În această etapă se urmează indicațiile primite de la departamentul de simulare, iar apoi se finalizează proiectarea 3D a dispozitivului de prehensiune prin definitivarea pozițiilor reperelor, reprezentarea și verificarea frezărilor necesare și a găurilor pieselor.

Cod culori

Fiecare tip de piesă fabricată, respectiv operație este reprezentată cu o culoare specifică:

Piese fabricate:

Frezare de degroșare (Ra=12.5) :

Frezare suprafețe așezare (Ra=6.3):

Frezare suprafețe în contact cu elementul de caroserie (Ra=3.2):

Găuri metrice:

Găuri H7:

Găuri F6:

Găuri de trecere:

Găuri în trepte:

Lista de verificare

În cadrul companiei Valiant TMS Ro SRL, la finalizarea fiecărui proiect 3D, inginerul proiectant trebuie să verifice modul de realizare al proiectului și să completeze documentul „Listă de verificare”[14], răspunzând la întrebări specifice, concepute pentru a evidenția dacă s-a omis vreun aspect al proiectului.

Exemple:

Este posibilă asamblarea și dezasamblarea tuturor elementelor dispozitivului în orice moment?

Este posibil accesul la toate șuruburile pieselor, dispozitivelor, în orice moment?

Sunt accesibile și ușor de schimbat distanțierele? Sunt acestea conforme cu standardele impuse de client?

Este reglabilă indivual fiecare piesă de tip NC? Reglajul este făcut în sistemul de coordonate al elementului de caroserie?

Există senzori necesari, corect localizați și ajustabili în direcția de mișcare?

Este costul de proiectare optimizat (pentru a preveni piesele inutile din punct de vedere funcțional, alegerea pieselor comerciale suficient de precise / puternice etc.)?

Sunt suprafețele pieselor de tip NC la cel puțin 2mm distanță de marginile, respectiv razele de ștanțare ale elementului de caroserie?

Sunt evidențiate clar suprafețele frezate, pentru realizarea desenelor tehnice?

Reprezentarea finală 3D a subansamblelor dispozitivului de prehensiune

Astfel, începând cu cadrul, fiecare subansamblu al dispozitivului este verificat și sunt realizate reprezentările 3D finale:

C:

Fig. 3.65

P1, P2:

Fig. 3.66

P3:

Fig. 3.67

P4, P5:

Fig. 3.68

P6, P7:

Fig. 3.69

G1, G2:

Fig. 3.70

S1, S2

Fig. 3.71

Dispozitiv de prehensiune final:

Fig. 3.72

Analiza finală a încărcării robotului

Această etapă presupune verificarea finală a încărcării robotului KUKA KR 240 R2900 Ultra, având varianta finală a dispozitivului de prehensiune.

Pentru aceasta se va folosi programul software „Kukaload”, furnizat de client.

În acest program se introduc datele referitoare la masa dispozitivului, respectiv centrul de greutate calculat de programul CATIA, precum și câteva elemente suplimentare din catalogul KUKA, programul calculând automat nivelul de încărcare al robotului, după care va returna rezultatele analizei.

Astfel, în primă fază, se va calcula încărcarea robotului cu dispozitivul de prehensiune, fără elementul de caroserie.(Fig.3.73)

Fig. 3.73

Rezultatul analizei (Fig.3.74) arată faptul ca tipul de robot ales este aprobat pentru a manipula dispozitivul de prehensiune fără elementul de caroserie.

Fig. 3.74

În a doua parte, se va rula programul, incluzând, de această dată și masa elementului de caroserie(Fig.3.75). Prin urmare:

Fig. 3.75

Fig. 3.76

Astfel, rezultatele analizei (Fig.3.76) confirmă faptul că tipul de robot ales poate manipula în siguranță dispozitivul de prehensiune proiectat, împreună cu elementul de caroserie.

Simularea finală

Etapa simulării finale este obligatorie. Orice modificare a structurii, modelului 3D a dispozitivului de prehensiune implică o nouă verificare efectuată de către inginerul de simulare.

Astfel, având varianta finală a dispozitivului de prehensiune, se trimit informațiile departamentului de simulare, pentru o ultimă verificare.

Realizarea desenele tehnice și întocmirea listelor de materiale

Odată cu aprobarea primită de la departamentul de simulare cu privire la varianta finală a modelului 3D al dispozitivului de prehensiune, proiectul avansează la faza următoare, de realizare a desenelor tehnice după modelul 3D și întocmirea listelor de materiale.

Informațiile cu privire la desenele de ansamblu/ execuție se primesc de la client, iar acestea vor trebui sa conțină toate informațiile cu privire la dispozitivul proiectat, materiale folosite în fabricarea pieselor, tratamente necesare și alte informații tehnice necesare departamentului de producție (rugozități, toleranțe, abateri etc).

Se va realiza un desen de ansamblu pentru întregul dispozitiv, unde se vor evidenția toate elementele componente. De asemenea, se va realiza un desen de ansamblu pentru fiecare tip de dispozitiv subansamblu. Se vor realiza desenele de execuție pentru fiecare piesă fabricată.

Concomitent se vor realiza și listele de materiale. Aceastea vor evidenția:

La piese fabricate: numarul de bucăți, numărul paginii cu desenul de ansamblu din care face parte, precum și numărul paginii desenului de execuție, dimensiunile de gabarit, material, tratament,

La piese standard și comerciale: numărul de bucăți, numărul pagini cu desenul de ansamblu din care face parte, tipul de standard și codul aferent / numele producătorului și codul de comandă.

Realizarea documentației proiectului

Proiectul finalizat se va expedia către client, alături de documentația cerută de acesta.

Astfel, se vor expedia fișierele specifice CATIA, reprezentând modelul 3d (.CATPart, .CATProduct) și desenele de execuție (.CATDrawing)

Se vor crea fișiere 3DXML, DXF, IGES, HPGL, PDF cerute de client pentru etapele următoare: comandarea elementelor(lista de materiale), producție (ex:debitare automată, CNC) etc.

Calculul costurilor de proiectare

Costurile de proiectare se calculează diferențiat, în funcție de tipul activității prestate pentru realizarea proiectului, numărul de ore lucrate și rata orară.

În cadrul SC VALIANT TMS RO SRL, există fișiere standard pentru calcularea costurilor de proiectare pentru fiecare proiect în parte.

Astfel, în calculul costurilor de proiectare a dispozitivului de prehensiune 1160, s-a ținut cont de următoarele aspecte inițiale:

Ore standard alocate:

Subansamblu prindere: 18 ore /buc

Subansamblu centrare: 14 ore /buc

Subansamblu senzor: 5 ore / buc

Cost/oră:

pregătire proiect: 60 EUR/ oră

proiectare 3D + desen tehnic : 50 EUR/oră

simulare: 58 EUR/oră

documentație: 45 EUR/oră.

Dispozitivul de prehensiune proiectat este compus din: cadrul dispozitivului, 7 subansamble de prindere/fixare, 2 subansamble de centrare și 2 subansamble cu senzori.

Procesând aceste date, s-a ajuns la următoarele costuri de proiectare, evidențiate în figura de mai jos:

Astfel, costul total de proiectare a dispozitivului de prehensiune este de 18.183 EUR.

Costurile pe activități se împart astfel:

pregătirea proiectului de către manager costă 1620 EUR.

proiectarea efectivă 3D a dispozitivului, precum și desenele tehnice costă 11350 EUR.

orele lucrate de departamentul de simulare au un cost de 4640 EUR.

Realizarea documentației costă 573 EUR.

Concluzii

Proiectarea asistată de calculator s-a dezvoltat continuu în ultimii ani, programele utilizate sunt din ce în ce mai performante, iar aceasta se reflectă în diminuarea semnificativă a timpului necesar proiectării unui dispozitiv.

Domeniul proiectării inginerești cunoaște și în prezent o dezvoltare rapidă.

Se încearcă tot mai mult dezvoltarea inteligenței artificiale și a realității virtuale în proiectare și producție, ceea ce duce la eficientizarea proceselor, scăderea costurilor și maximizarea profiturilor.

De asemenea, automatizarea este tot mai răspândită în toate domeniile de activitate, tendință fiind de a înlocui resursele umane cu roboți, cu o eficiență și precizie net superioare. Totodată, dispare timpul necesar pentru repaus, roboții funcționând 24 de ore din 24.

În ce privește dispozitivele proiectate, observăm o standardizare tot mai mare a acestora, cu avantaje atât în privința rapidității proiectării, cât și în reducerea timpului de punere în funcțiune a unor linii noi de producție.

Bibliografie

[1] Ghionea Ionuț Gabriel. Catia V5 Aplicații în inginerie mecanică. Editura Bren, București, 2009

[2] Ghionea Ionuț Gabriel. Proiectare asistată în Catia V5 Elemente teoretice și aplicații, Editura Bren, București, 2007

[3]. Macarie Florin, Olaru Ionel. Desen thnic. Note de curs și aplicații practice. Editura Alma Mater, Bacău 2007

[4]. Pop Mircea Teodor, CAD for Mechatronics, First Edition, Course book of Series of Advanced Mechatronics Systems, Debrecen 2012, HU ISSN 2063-2657, HU ISBN 978-963-473-514-4

[5]. Pop Mircea Teodor, CAD for Mechatronics, First Edition, First Edition, Laboratory handbook of Series of Advanced Mechatronics Systems, Debrecen 2012, HU ISSN 2063-2657, ISBN 978-963-473-515-1

[6]. https://bestari-bme.com.my/login/product/euro-gripper-system/

[7]. https://www.kuka.com/

[8].https://www.rud.com/produkte/anschlagmittel-zurrmittel/anschlagmittel/anschlagpunkte/detail/vlbg-plus-lastbock-gewinde-metrisch.html

[9].http://m.regaltech.com.my/index.php?ws=ourproducts&cat=Turck%20Industrial%20Automation&subcat=TURCK%20-%20Sensors

[10].https://shop.tuenkers.de/

[11].https://www.smc.eu

[12].https://www.valianttms.com/

[13]. https://www.walther- praezision.de/de/produkte/werkzeugwechsler/toolmaster_500/index.html

[14]. TMS_Standards

[15]. Licență CATIA V5, R26 2016 de la SC VALIANT TMS RO SRL.

Anexa 1. Fișă tehnică robot

Anexă 2.Catalog elemente EGT TUENKERS

Anexa 3. Fișă tehnică dispozitiv pneumatic de prindere TUENKERS

Anexa 4. Fișă tehnică dispozitiv pneumatic cu pin TUENKERS

Anexa 5. Fișă tehnică senzor TURCK

Anexa 6. Catalog elemente tipizate TMS